Quando os cientistas descobriram o DNA e aprenderam a controlá-lo, não apenas a ciência, mas a sociedade foi revolucionada. Hoje, pesquisadores e a indústria médica criam rotineiramente estruturas artificiais de DNA para muitos propósitos, incluindo diagnóstico e tratamento de doenças.
Agora, uma equipe de pesquisa internacional relata a criação de uma poderosa supermolécula que descrevem como um casamento entre DNA e peptídeos.
O trabalho é publicado na Nature Communications. Os autores são da University of Southern Denmark (Dinamarca), Kent State University (EUA), Copenhagen University (Dinamarca), Oxford University (Reino Unido) e ATDBio (Reino Unido). Os autores principais são Chenguang Lou, professor associado da University of Southern Denmark e Hanbin Mao, professor da Kent State University, EUA.
A próxima geração da nanotecnologia
O DNA é uma biomolécula importante, assim como os peptídeos; estruturas peptídicas são usadas, entre outras coisas, para criar proteínas e nanoestruturas artificiais.
“Se você combinar esses dois, como nós temos, você obtém uma ferramenta molecular muito poderosa, que pode levar à próxima geração de nanotecnologia; pode nos permitir fazer nanoestruturas mais avançadas, por exemplo, para detectar doenças”, diz o autor correspondente. Chenguang Lou, professor associado do Departamento de Física, Química e Farmácia da Universidade do Sul da Dinamarca.
A causa do Alzheimer
Segundo os pesquisadores, esse casamento de peptídeos com DNA pode ser usado para criar proteínas artificiais mais estáveis e, portanto, mais confiáveis para trabalhar do que as proteínas naturais, que são vulneráveis ao calor, radiação ultravioleta e reagentes químicos.
“Nosso próximo passo será investigar se ele pode ser usado para explicar a causa da doença de Alzheimer, na qual os peptídeos defeituosos são os culpados”, diz o autor correspondente Hanbin Mao, professor de Química e Bioquímica da Kent State University.
O trabalho de pesquisa relata as propriedades mecânicas de uma nova estrutura composta por estruturas de DNA de três fitas e estruturas peptídicas de três fitas. Pode parecer simples, mas está longe de ser.
Esquerda e direita na natureza
É raro que as estruturas de DNA e peptídeos estejam quimicamente ligadas como essa nova estrutura. Na natureza, eles geralmente se comportam como cães e gatos, embora algumas interações importantes sejam essenciais para qualquer organismo vivo. Uma possível razão para isso é a chamada quiralidade, às vezes também descrita como “destreza manual”.
Todas as estruturas biológicas, das moléculas ao corpo humano, têm uma quiralidade fixa; pense no coração, que está posicionado no lado esquerdo do nosso corpo. O DNA é sempre destro e os peptídeos são sempre canhotos, então tentar combiná-los é uma tarefa altamente desafiadora.
Mudando da esquerda para a direita
“Imagine que você quer empilhar suas duas mãos combinando cada dedo enquanto ambas as palmas estão voltadas para a mesma direção. Você descobrirá que é impossível fazer isso. Você só pode fazer isso se conseguir enganar suas duas mãos para que tenham a mesma quiralidade, “, diz Hanbin Mao.
Isto é o que a equipe de pesquisa fez: enganou a quiralidade. Eles mudaram a quiralidade do peptídeo da esquerda para a direita para que se encaixe com a quiralidade do DNA e trabalhe com ele em vez de repeli-lo.
“Este é o primeiro estudo a mostrar que a quiralidade do DNA e as estruturas peptídicas podem se comunicar e interagir quando sua lateralidade é alterada”, diz Chenguang Lou.
Os pesquisadores também fornecem uma resposta sobre por que o mundo biológico é quiral: “A resposta é energia: o mundo quiral requer a menor energia para se manter; portanto, é mais estável”, diz Hanbin Mao. Em outras palavras, a natureza sempre procurará gastar o mínimo de energia possível.
Publicado em 14/01/2022 18h18
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